仪器分析论文3000字

原子吸收光谱法

一.发展历史：

1，第一阶段一一原子吸收现象的发现与科学解释

1802年，伍朗斯顿( W.H.Wollaston )在研究太阳连续光谱时，就发现了太阳连续光谱中出现的暗线。1817年，弗劳霍费(J.Fraunhofer )在研究太阳连续光谱时，再次

发现了这些暗线，由于当时尚不了解产生这些暗线的原因，于是就将这些暗线称为弗

劳霍费线。1859年，克希荷夫( G.Kirchhoff )与本生 (R.Bunson )在研究碱金属和

碱土金属的火焰光谱时，发现钠蒸气发出的光通过温度较低的钠蒸气时，会引起钠光的吸收，并且根据钠发射线与暗线在光谱中位置相同这一事实，断定太阳连续光谱中的暗线，正是太阳外围大气圈中的钠原子对太阳光谱中的钠辐射吸收的结果。

2，第二阶段一一原子吸收光谱仪器的产生

原子吸收光谱作为一种实用的分析方法是从1955年开始的。这一年澳大利亚的瓦尔

西(A.Walsh)发表了他的著名论文原子吸收光谱在化学分析中的应用”奠定了原子吸

收光谱法的基础。50年代末和60年代初，Hilger, Varian Techtron及Perkin-Elmer 公

司先后推出了原子吸收光谱商品仪器，发展了瓦尔西的设计思想。到了60年代中期，原子吸收光谱开始进入迅速发展的时期。

3，第三阶段一一电热原子吸收光谱仪器的产生

1959年,苏联里沃夫发表了电热原子化技术的第一篇论文。电热原子吸收光谱法的绝

对灵敏度可达到10-12-10-14g,使原子吸收光谱法向前发展了一步。近年来，塞曼效应和自吸效应扣除背景技术的发展，使在很高的的背景下亦可顺利地实现原子吸收测定。基体改进技术的应用、平台及探针技术的应用以及在此基础上发展起来的稳定温

度平台石墨炉技术(STPF)的应用，可以对许多复杂组成的试样有效地实现原子吸收测

4，第四阶段一一原子吸收分析仪器的发展

随着原子吸收技术的发展，推动了原子吸收仪器的不断更新和发展，而其它科学技术进步，为原子吸收仪器的不断更新和发展提供了技术和物质基础。近年来，使用连续光源和中阶梯光栅，结合使用光导摄象管、二极管阵列多元素分析检测器，设计出了

微机控制的原子吸收分光光度计，为解决多元素同时测定开辟了新的前景。微机控制

的原子吸收光谱系统简化了仪器结构，提高了仪器的自动化程度，改善了测定准确度，

使原子吸收光谱法的面貌发生了重大的变化。联用技术(色谱-原子吸收联用、流动注射-原子吸收联用)日益受到人们的重视。色谱-原子吸收联用，不仅在解决元素的化学

形态分析方面，而且在测定有机化合物的复杂混合物方面，都有着重要的用途，是一

个很有前途的发展方向。

二，方法简介：原子吸收光谱法( Atomic Absorption Spectroscopy ，AAS)，是基于气态的基

态原子外层电子对紫外光和可见光范围的相对应原子共振辐射线的吸收强度来定量被测元

素含量为基础的分析方法，是一种测量特定气态原子对光辐射的吸收的方法。是本世纪50年代中期出现并在以后逐渐发展起来的一种新型的仪器分析方法，它在地质、冶金、机械、化工、农业、食品、轻工、生物医药、环境保护、材料科学等各个领域有广泛的应用。该法主要适用样品中微量及痕量组分分析。原子吸收光谱法(AAS)是利用气态原子可以吸收一

定波长的光辐射，使原子中外层的电子从基态跃迁到激发态的现象而建立的。由于各种原子

中电子的能级不同，将有选择地共振吸收一定波长的辐射光，这个共振吸收波长恰好等于该

原子受激发后发射光谱的波长，由此可作为元素定性的依据，而吸收辐射的强度可作为定量

的依据。AAS现已成为无机元素定量分析应用最广泛的一种分析方法。

原子吸收光谱法该法具有检出限低（火熖法可达卩g/cm- 3级）准确度高（火熖

法相对误差小于1%）,选择性好（即干扰少）分析速度快等优点。在温度吸收光程，进样方式等实验条件固定时，样品产生的待测元素相基态原子对作为锐线光源的该元

素的空心阴极灯所辐射的单色光产生吸收，其吸光度（A）与样品中该元素的浓度

（C）

成正比。即A=KC式中，K为常数。据此，通过测量标准溶液及未知溶液的吸光度，又巳知标准溶液浓度，可作标准曲线，求得未知液中待测元素浓度。

三，基本原理：每一种元素的原子不仅可以发射一系列特征谱线，也可以吸收与发射线波长相同的特征谱线。当光源发射的某一特征波长的光通过原子蒸气时，即入射辐射的频率等于原子中的电子由基态跃迁到较高能态（一般情况下都是第一激发态）所需要的能量频率时，原子中的外层电子将选择性地吸收其同种元素所发射的特征谱线，使入射光减弱。特征谱线因吸收而减弱的程度称吸光度A,与被测元素的含量成

正比：A=KC

式中K为常数；C为试样浓度；K包含了所有的常数。此式就是原子吸收光谱法进行定量分析的理论基础，由于原子能级是量子化的，因此，在所有的情况下，原子对辐射的吸收都是有选择性的。由于各元素的原子结构和外层电子的排布不同，元素从基态跃迁至第一激发态时吸收的能量不同，因而各元素的共振吸收线具有不同的特征。原子吸收光谱位于光谱的紫外区和可见区。

四，•谱线轮廓

原子吸收光谱线并不是严格几何意义上的线，而是占据着有限的相当窄的频率或波长

范围，即有一定的宽度。原子吸收光谱的轮廓以原子吸收谱线的中心波长和半宽度来表征。中心波长由原子能级决定。半宽度是指在中心波长的地方，极大吸收系数一半处，吸收光谱线轮廓上两点之间的频率差或波长差。半宽度受到很多实验因素的影响。

影响原子吸收谱线轮廓的两个主要因素：即多普勒变宽和碰撞变宽。多普勒宽度是由于原子热运动引起的。而当原子吸收区的原子浓度足够高时，碰撞变宽是不可忽略的，

其中碰撞变宽分为两种，即赫鲁兹马克变宽和洛伦兹变宽。除上述因素外，影响谱

线变宽的还有其它一些因素，例如场致变宽、自吸效应等。但在通常的原子吸收分析

实验条件下，吸收线的轮廓主要受多普勒和洛伦茨变宽的影响。在2000-3000K的温

度范围内，原子吸收线的宽度约为10-3-10-2nm 。

五，仪器结构

原子吸收光谱仪由光源、原子化器、分光器、检测系统等几部分组成。

1，光源。光源的功能是发射被测元素的特征共振辐射。对光源的基本要求是：发射

的共振辐射的半宽度要明显小于吸收线的半宽度；辐射强度大、背景低，低于特征共

振辐射强度的1%;稳定性好，30分钟之内漂移不超过1%;噪声小于0.1% ;使用寿命

长于5安培小时。空心阴极放电灯是能满足上述各项要求的理想的锐线光源，应用

最广。

2，原子化器。其功能是提供能量，使试样干燥，蒸发和原子化。在原子吸收光谱分

析中，试样中被测元素的原子化是整个分析过程的关键环节。实现原子化的方法，最常用的有两种：火焰原子化法：是原子光谱分析中最早使用的原子化方法，至今仍在广泛地被应

用；

非火焰原子化法，其中应用最广的是石墨炉电热原子化法。